Langfristige Folgen des globalen Wandels für Ökosysteme schwer vorhersehbar
Die Experimente des Forscherteams fanden unter anderem in der Saaleaue statt, wo das "Jena-Experiment" zur funktionellen Biodiversitätsforschung läuft. (Bild: Nico Eisenhauer)
Dr. Fons van der Plas (Bild: Camilo Osorio Suarez)
Langzeitexperiment bringt neue Erkenntnisse zu Beziehung zwischen Pflanzenmerkmalen und Ökosystemfunktionen
Basiert auf einer Medienmitteilung der Universität Leipzig
Ein internationales Forscherteam unter Leitung der Universität Leipzig (UL) und des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) hat in einem Langzeitexperiment die Auswirkungen von Veränderungen in der Artenvielfalt von Pflanzen für die Funktionen von Ökosystemen untersucht. Die Wissenschaftler stellten fest, dass die Pflanzenmerkmale, die die Funktionen eines Ökosystems bestimmen, sich von Jahr zu Jahr ändern. Die langfristigen Folgen des Wandels der biologischen Vielfalt vorherzusagen sei daher äußerst schwierig, schreiben sie in einem Beitrag für das Fachjournal Nature Ecology & Evolution.
Die Studie stützt sich auf Daten aus dem Jena-Experiment, in dem die Beobachtungen über den Zeitraum von zehn Jahren durchgeführt wurden. Hier zeigten sich ganz andere Muster als in früheren Studien, die nur kurzfristige Zusammenhänge zwischen Pflanzenmerkmalen und Ökosystemfunktionen innerhalb eines Jahres betrachteten.
„Während die Studien in kurzen Zeiträumen viel stärkere Verbindungen zwischen den Pflanzenmerkmalen und der Funktionsweise der Ökosysteme festgestellt haben, fanden wir heraus, dass - über einen längeren Zeitraum betrachtet - die Verbindungen zwischen Pflanzenmerkmalen und Ökosystemfunktionen tatsächlich sehr schwach waren. Nur ungefähr zwölf Prozent der Varianz von Ökosystemen in seinen Funktionen konnten wir mit sich verändernden Pflanzenmerkmalen erklären“, sagt der Biologe und Erstautor Dr. Fons van der Plas von der UL, der die Studie gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen des Deutschen Zentrums für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) sowie anderer Forschungseinrichtungen aus dem In- und Ausland durchgeführt hat.
Die Beziehungen zwischen Pflanzenmerkmalen und Ökosystemfunktionen ändern sich von Jahr zu Jahr
Einige Arten sterben lokal aus, andere ersetzen sie. Wissenschaftler stellen sich daher immer wieder die Frage, welche Konsequenzen dieser Wandel der biologischen Vielfalt für die Funktionsweise von Ökosystemen hat, beispielsweise für die Biomasseproduktion, die Kohlenstoffbindung oder die Bestäubung. Sie stützen sich bei der Vorhersage solcher Konsequenzen auf die Merkmale, in denen sich Pflanzen unterscheiden. Beispielsweise sind einige Pflanzenarten insektenbestäubt, andere windbestäubt. Von dem Wissen, welche Arten in Zukunft häufiger vorkommen und welche Eigenschaften diese Arten haben, erhoffen sie sich präzisere Vorhersagemöglichkeiten.
Das Forscherteam um van der Plas fand nun beispielsweise heraus, dass die pflanzliche Biomasseproduktion in einigen Jahren in solchen Pflanzengemeinschaften am höchsten war, die von Arten mit dicken Wurzeln dominiert wurden. In anderen Jahren wiederum waren es ganz andere Pflanzengemeinschaften. In fast jedem Jahr sei ein anderes Pflanzenmerkmal für die Maximierung der Biomasseproduktion bedeutsam gewesen. Deshalb sei es van der Plas zufolge über längere Zeiträume äußerst schwierig, genau vorherzusagen, wie sich Veränderungen in Pflanzengemeinschaften auf das Funktionieren der Ökosysteme auswirken.
Das Jena-Experiment wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG Oe516/3-1, 3-2, 10-1).
Originalpublikation
(Wissenschaftler mit iDiv-Affiliation fett)
van der Plas, F., Schröder-Georgi, T., Weigelt, A.,Barry, K., Meyer, S., Alzate, A., Barnard, R. L., Buchmann, N., de Kroon, H., Ebeling, A., Eisenhauer, N., Engels, C., Fischer, M., Gleixner, G.,Hildebrandt, A., Koller-France, E., Leimer, S., Milcu, A., Mommer, L., Niklaus, P.A., Oelmann, Y., Roscher, C., Scherber, C., Scherer-Lorenzen, M., Scheu, S., Schmid, B., Schulze, E. D., Temperton, V., Tscharntke, T., Voigt, W., Weisser, W., Wilcke W. & Wirth, C. (2020) Plant traits alone are poor predictors of ecosystem properties and long-term ecosystem functioning. Nature Ecology & Evolution DOI: 10.1038/s41559-020-01316-9
Ansprechpartner:
Dr. Fons van der Plas(Englisch)
Institut für Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität
Universität Leipzig
Tel.: +49-341-97-38587
E-Mail: alfons.van_der_plas@uni-leipzig.de
Web: biologie.lw.uni-leipzig.de/institut/ag/spezbot/mitarbeiterinnen/fons-van-der-plas/
Prof. Dr. Christian Wirth
Abteilungsleiter Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität an der Universität Leipzig
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv) Halle-Jena-Leipzig
Max Planck Fellow am Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena
Tel.: +49 341 97 38591
E-Mail: cwirth@uni-leipzig.de
Web: biologie.biphaps.uni-leipzig.de/de/institut/ag/spezbot/mitarbeiterinnen/christian-wirth/
Prof. Dr. Alexandra Weigelt
Institut für Spezielle Botanik und Funktionelle Biodiversität
Universität Leipzig
Deutsches Zentrum für integrative Biodiversitätsforschung (iDiv)
Halle-Jena-Leipzig
Tel.: +49-341-97-38594
E-Mail: alexandra.weigelt@uni-leipzig.de
